4. 东风商用车发动机可靠性增长技术—李卫国

可靠性验证 车辆场地试验 8000h
60000km
用户试验 20000h 2000000km
设计 A样机 B样机 ET
PT SOP
SOS
在B、ET阶段，重要部 件需采用极限尺寸
3、开发-方法应用
Development aspect-method
• 防止再发 • FTA • FMEA • QFD • CHECKLIST • 七步工作法 • -----
6、可靠性管理-生产准备过程质量保证
production arrangements quality assurance
零部件开发各阶段 分成高、中、低风险（A、B、C）三级管控方式
1、组织与策划 2、设计完成
3、工装模具正规化 4、工艺正规化
识别和消除产品设 计和过程设计风险
工装样件
生产样件
TQ2
0.00% A
140% 120% 100%
80% 60% 40% 20% 0%
2009年
12MIS(公路车）
B 12MIS(牵引车）
2010年
2011年
C 2012年
目录
一．背景 Backgro车可靠性增长应用技术 DFCV
Reliability growth 四．结论与展望 Conclusion and prospect
6、可靠性管理-组织机构
Reliability management-organization
决
和 重 大 事 项
策 项 目 阶 段 移
决策机构
行
指导委员会
决
批 准 项 目 计 划
定 项 目 门 的 开 和
关
向 指 导 委 员 会 汇 报
按 流 程 推 进 项 目
项 目 资 源 评 估 与 配 置
概念设计
方案设计
详细设计
改进设计
一维计算，主 要针对整机及 系统，共11个 方面
一维+三维 计算，部件 层面，共22 个方面
根据试 验验证 情况， 确定仿 真计算 内容
缸体可靠性设计开发
缸内压力Pmax
主轴承盖敏感区域 上进行应力测量
试验压力P
发动机缸体CAE分析
发动机缸体液压脉冲试验
3、开发-试验设计
目录
一．背景 Background 二．可靠性概述 Reliability 三．东风商用车可靠性增长应用技术 DFCV
Reliability growth 四．结论与展望 Conclusion and prospect
1、什么是可靠性 what’s the reliability
• 什么是可靠性？ – 没有故障 – 可以工作在苛刻环境中 – 甚至可以工作在滥用环境下（超载、不规范用油 等） – 设计寿命期内正常工作
外协件： 对所有外协件的清洁度进行清理，定期进行供应商监
察，提出改善建议并验证效果，提高最终清洁度。
物流： 工位器具定期清洗清理，内制件气相防锈袋包装等。
减少在装配翻转时的 异物掉落到油道或气道；
提升散热性能。
油道内的杂质大大降 低，减轻了轴瓦、缸孔划 伤，提升发动机可靠性。
提高整机的清洁度。
防止零件的二次污染。
4、 制造过程控制-SPC Manufacturing process control-SPC
零件尺寸中值管理： 利用SPC站对零件重要特性进行趋势管理，确保加工尺寸
在中值附近； 测量设备MSA日常化，确保测量设备检测能力。
装配线间隙、力矩、泄漏控制： 通过零件的中值管理及装配间隙100%测量并控制，确保间
16 《包装规范》
《物流数据表》 《再发防止对策报告书》
《生产准备进度状况报告书 《管理计划书附图》 《工程流程图》 《管理计划书》 《量具规格/承认申请书》 《工程能力的研究结果》 《PFMEA》 《生产样品检验卡》 《包装规范》 《物流数据表》 《再发防止对策报告书》 《设计变更申请书》
12
《生产准备进度状况报告书 《管理计划书附图》 《工程流程图》 《管理计划书》 《工程能力的研究结果》 《供应商试验计划/报告书 《生产样品检验卡》 《外观承认申请书》 《包装规范》 《物流数据表》 《量产承认申请书(PSW)》 《初期流动活动计划》 《再发防止对策报告书》 《设计变更申请书》
费用
失效率
5、可靠性管理 Reliability Manger
•构建产品全价值链部门参与的组织机构（商企、研发、制 造、质量、销售、服务等） •建立有效的质量保证体系（贯穿产品整过生命周期）
目录
一．背景 Background 二．可靠性概述 Reliability 三．东风商用车可靠性增长应用技术 DFCV
Development aspect-test design
受力方式、失效机理
• 气体力、惯性力、热负荷、振动 • 磨损、腐蚀、疲劳、穴蚀。
道路负荷
•不同应用、不同区域路谱采集 •温度、应力采集
试验循环（加速）
•数据归纳分析，形成试验工况 •城市用车、公路用车、工地用车
试验时间
•开发试验：样本多 •确认试验：时间长
14
《工程能力的研究结果》 《包装变更申请单》 《初期流动活动发生不良对 《再发防止对策报告书》 《东风商用车公司产品让步 《总体赔偿趋势分析及已发 《市场不良对策答复单》 《工程变更申请书》 《设计变更申请书》 《产品标识方案》 《供应商自主监查报告书》
11
7、成果 result
80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00%
隙在合理区间内； 电动扳手的普遍采用，确保力矩合格； 通过零件质量改善持续降低泄漏值标准限值。
4、 制造过程控制-防错
Manufacturing process control-mistake proofing
装配线防错： 通过电动扳手与线体的绑定，采用计数、行程、力矩值全
方位控制，防止漏拧； 通过条码扫描、防错料架与生产计划对接，防止错漏装。
4、 制造过程控制- EES控制点
水套、气道： 粗加工磁棒/压缩空气/毛刷/磨头等手段减少型砂、加工
铁屑等，减轻清洗机负荷，提高最终清洁度； 精加工清洗机后利用振动倒屑/局部吹风/绸布等方式进
一步提高清洁度。
油道： 利用专用铰刀清理交叉孔翻边、毛刷清理、去毛刺笔
清理孔口毛刺、油道吹风、装配和发交油道保护、锉刀清 理交叉孔毛刺、风枪带毛刷边刷边洗、金刚石磨头和树脂 磨头粗精抛光油孔倒角、最终清洗后用绸布擦拭曲轴表面、 吸尘器对油道清理等手段，提高最终清洁度。
4000h
•
30000h 2000000km
单 台 时 间
•
总 时 间
种 台 架 可
靠
性 ，试
验
，
种
专 项 试
验
35
•6
3、开发-试验设计
Development aspect-test design
可
靠
度
/
可
初
信
期
度
流
动
管
生产验证 货源鉴定
理
CAE
FMEA 防止再发
可靠性开发 功能测试 8000h 可靠性 500h
目录
5、可靠性分析 Reliability analysis
失效特点分析
季节性
突发事件
工作环境不适合
磨损或老化
制造
鲁棒性 （设计）
寿命 （设计）
B10
5、可靠性分析
•对市场索赔数据进行处理分析，确定TOP10的问题点 •成立全价值链参加的CFT团队进行持续改善 •目前，重点关注的是保修期内的数据，未来更加关注保修 期外的数据分析
对最终生产准备 的结果进行评估
5、投产后
产品样件
TQ0
TQ1
对设备和工装进行验证，使得用 这些工装生产的产品完全符合设
计规范
《零部件开发产品及工艺方 《质量文件》 《物流文件-供应商回复1》 《物流文件-供应商回复2 《物流数据表》
5
《供应商通讯录》 《零部件供应链图》 《设计保证计划书》 《供应商主日程》 《生产准备进度确认计划书 《生产能力计划书》 《DFMEA》 《图纸》 《管理计划书附图》 《量具规格/承认申请书》 《工程能力研究计划书》 《供应商试验计划/报告书 《生产样品检验卡》
Reliability growth 四．结论与展望 Conclusion and prospect
1、关键特性提升 Growth of Key Feature
排放 趋势
•2010
国3
•2015
国4
国5
•2020年 国6或欧6？
整车 油耗
36~44
30~38
24~32
L/100公里
寿命
50~100
东风商用车发动机可靠性增长技术
Engine Reliability Growth of DFCV
东风商用车有限公司技术中心 DFCV Technical center 2013年3月25日
目录
一．背景 Background 二．可靠性概述 Reliability 三．东风商用车可靠性增长应用技术 DFCV
60~120
100~160
万公里
可靠 性
维护 间隔
质保 里程
60~100 2-4 20
40~60 4-6
25~30
20~40 6-15 ？？
12MIS %
万公 里
万公 里
2、商用车的使用环境 Environment condition
•使用不规范性 •超载 •使用劣质燃油、机油、冷却液 •不按规定维修保养 •不规范驾驶习惯，急速启动及停机 •---------
动态应力—— 强度干涉模型
3、开发方面-流程控制 Development aspect-procedure control
虚拟开发
物理开发
商品概念
商品特性确认
用户使用试验
防止再发 CCCCAAAADDEE
商品定义
系统设计 部件设计
整机确认 系统确认
零部件确认 试制
整机台架试验 整车场地试验 环境试验
•应用差异化 •气候环境； •道路 •驾驶员习惯 •-------
•法规 •召回制度 •用户意识 •---------
3、对商用车可靠性水平影响
Impact on the commercial vehicle reliability level
① 排放法规： • SCR • EGR
② 油耗法规 • 爆压 • 热负荷
③ 使用环境 • 环境适应性 • 降成本压力
4、可靠性提升的重要性
the reliability growth is important
• 可靠性是一个重要的销售卖点，用户关注度排在前三； • 可靠性增长是技术进步、环保、节能、运输效率提高的需
要 • 可靠性成本难以量化，它对以下方面有重大影响：
– 保修成本（只是冰山一角） – 残值 – 生命周期成本（OEM、客户） – 用户信任和未来销售
项目管理
PRM CVE
线性组织(专业)
技 术 方 案 设 计
提 供 资 源 和 能 力
项目团队
6、可靠性管理
• 构建开发工作的防错体系 – 设计导航系统 – 评审体系
• 门式控制 • 移行判断 • 进行初期流动管理：在产量逐渐增加阶段(早期
不稳定阶段), 通过减少过程变差等特殊活动来 监视和改善制造过程，从而保证在批量生产期 间持续提高顾客满意度
2、什么是可靠性 What is reliability
在超出规定使用条件下 ，完成规定功能的能力
在规定使用条件、规定 时间内完成规定功能的 能力
4、可靠性工程 Reliability Engineering
预防、发现、纠正、验证 •预防：就应从“ 源头”抓起，从设计着眼，了解机理，研究机理。 •发现： DFMEA、试验开发。 •纠正：故障报告分析和纠正措施系统。 •验证：试验确认（台架、整车、用户）
• 评价指标 – 24MIS、12MIS、6MIS、3MIS（赔偿率） – 赔偿金额 – 寿命：B50、B10
2、可靠性设计理论-失效模式 Reliability Design Theory-Failure modes
2、可靠性设计理论-应力强度干涉模型 Reliability Design Theory-stress intensity model
系统测试（功能、 温度应力、耐久）
部品试验
零部件试验： 230项
系统功能测试： 35项
整机可靠性： 30000h
整车试验： 232万km
3、开发-CAE
Development aspect-CAE
将CAE仿真纳入设计流程，对系统功能、部件的疲劳寿命进行模拟，同 时与系统功能试验和部件试验结合，不断提高计算精度
Reliability growth 四．结论与展望 Conclusion and prospect
1、可靠性策划 Reliability planning
• 目标设定 – 市场 – 对手 – 本公司现有水平
• 目标分解 – 重要性 – 市场表现
• 增长规划 – 设计 – 制造 – 市场数据运用 – 持续提升